Mesophytische Blattanatomie

Betrachte ein präpariertes Dia eines Ranunkelblattes. Diese kleine, krautige, blühende Pflanze wird im Allgemeinen als Hahnenfuß bezeichnet. Sie wächst in vielen Umgebungen, bevorzugt aber schattige, kühle Plätze mit viel Feuchtigkeit. Sie ist ein gutes Beispiel für ein „Standard“-Blatt, das weder an eine feuchte noch an eine trockene Umgebung besonders angepasst ist. Diese Art von Pflanze wird als Mesophyt bezeichnet (meso- bedeutet mittel, -phyte bedeutet Pflanze) und bevorzugt gemäßigte klimatische Bedingungen.

Die äußere Schicht der Zellen auf der Ober- und Unterseite des Blattes ist die Epidermis. Kannst du Poren (Lücken) in der Epidermis finden? Diese Poren werden als Spaltöffnungen bezeichnet und lassen Kohlendioxid (\(\ce{CO2}\)) für die Photosynthese in das Blatt eindringen. Sauerstoff (\(\ce{O2}\)), der bei der Photosynthese als Abfallprodukt entsteht, wird durch die Spaltöffnungen abgegeben. Ein drittes Gas, der Wasserdampf (\(\ce{H2O}\)), entweicht ebenfalls durch die Spaltöffnungen, was jedoch sowohl positive als auch negative Auswirkungen auf die Pflanze hat.

Schauen Sie zu beiden Seiten eines Spaltes (dies ist die Singularversion von Spaltöffnungen), um die flankierenden Wächterzellen zu sehen. Diese Zellen regulieren das Öffnen und Schließen der Spaltöffnungen, indem sie sich entweder aufblähen und öffnen, wenn der Wassergehalt im Blatt hoch ist, oder kollabieren und die Spaltöffnungen schließen, wenn der Wassergehalt im Blatt niedrig ist. Dadurch wird verhindert, dass Wasserdampf aus der Pflanze entweicht, wenn sie zu wenig Wasser hat. Allerdings wird auch verhindert, dass \(\ce{CO2}\) eindringt, wodurch die Bildung von Zucker in der Pflanze gestoppt und ihre Energiequelle abgeschnitten wird. Der Wasserdampfstrom aus dem Blatt hilft, Wasser aus den Wurzeln nach oben zu ziehen, siehe Labor 5a für eine vollständige Beschreibung der Transpiration.

Unter der oberen Epidermis befindet sich eine Schicht länglicher Zellen, die mit Chloroplasten gefüllt sind. Dies ist das Palisadenmesophyll, das sich darauf spezialisiert hat, das einfallende Sonnenlicht einzufangen, die Chloroplasten zur Blattoberseite zu drehen und ihnen dann zu erlauben, sich zu regenerieren, indem sie in die Blattmitte gedreht werden. Direkt unterhalb des Palisadenmesophylls befindet sich das Schwammmesophyll. Das schwammige Mesophyll ist voller Lufttaschen (daher der Name schwammig), die es dem Sauerstoff ermöglichen, vom Palisadenmesophyll durch das schwammige Mesophyll und aus den Spaltöffnungen zu diffundieren.

Man kann Kreise von dicht gepackten Zellen sehen, die sowohl eine andere Farbe als die Mesophyllzellen haben, als auch eine andere Organisationsstruktur aufweisen. Das sind die Adern des Gefäßgewebes, die das Blatt durchziehen. Das Xylem befindet sich oben und ist aufgrund seiner verholzten Sekundärwände anders gefärbt als der Rest der Zellen. Das Phloem befindet sich am unteren Ende des Bündels und wird von einem Bündel von Fasern (Sklerenchym) gestützt, die die strukturelle Unterstützung für die Adern erhöhen. Das Xylem transportiert Wasser und gelöste Mineralien von den Wurzeln hinauf zum Blatt, während das Phloem den im Blatt gebildeten Zucker zu anderen Regionen der Pflanze transportiert.

Zeichne einen Querschnitt durch ein mesophytisches Blatt und beschrifte jede Struktur oder jedes Gewebe mit ihrem Namen und ihrer Funktion. Erwäge, das Bild zu vereinfachen, um es als einfache Referenz zu verwenden.

Befinden sich bei dem Blatt, das du betrachtest, mehr Spaltöffnungen auf der oberen oder unteren Epidermis? Fallen dir Gründe ein, warum das so sein könnte?

Wie trägt die Struktur des schwammigen Mesophylls zu dessen Funktion bei?